Thiết kế hệ thống cung cấp điện, chiếu sáng và chống sét cho toà nhà tle thành phố đà nẵng

Nội dung chính của đề tài:Phần I : Giới thiệu tổng quan công trình và các khái niệm về phụ tải điện,chiếu sáng, chống sét.Phần II : Tính toán phụ tải điện.Phần III : Thiết kế trạm biến á

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH VÀ CÁC KHÁI NIỆM VỀ PHỤ TẢI ĐIỆN, CHIẾU SÁNG ,CHỐNG SÉT

Giới thiệu về công trình

 Dự án Toà nhà TLE Đà Nẵng.

 Toà nhà gồm 7 tầng, tầng hầm và tầng tum.

 Tầng hầm là khu vực dùng làm để xe và các phòng kỹ thuật.

 Từ tầng 1 đến tầng 7 là các khu vực hỗn hợp như: trung tâm dịch vụ thương mại, văn phòng cho thuê, sinh hoạt cộng đồng.

 Bản vẽ mặt bằng công trình :

Hình 1 1 Mặt bằng tầng hầm

Hình 1 4 Mặt bằng tầng tum

Khái niệm về phụ tải điện

Phụ tải là nơi mà điện năng sẽ được biến đổi thành những năng lượng khác như nhiệt năng (sưởi ấm, đun nấu), quang năng (chiếu sáng) hay cơ năng (chạy máy bơm, quạt điện), … nhằm phục vụ những nhu cầu và mục đích đa dạng của con người.

Mục đích xác định phụ tải tính toán

 Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị quá lớn sẽ làm tăng vốn đầu tư, thừa công suất, gây tăng chi phí vận hành, sửa chữa lãng phí Xác định phụ tải nhỏ sẽ dẫn đến quá tải gây cháy nổ hư hại công trình làm mất điện Vì vậy chúng ta phải cần xác định phụ tải tính toán tương đối chính xác so với thực tế.

 Xác định phụ tải điện là việc khó Công trình điện thường được phải được thiết kế lắp đặt trước khi có đối tượng sử dụng điện Ví dụ cần được thiết kế lắp đặt trạm biến áp trung gian cho khu chế xuất ngay từ giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng (đường giao thông, điện nước).

 Phụ tải cần được xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán Cần lưu ý phụ tải tính toán và phụ tải thực tế khi các nơi tiêu thụ điện đi vào hoạt động Phụ tải tính toán là phụ tải gần đúng chỉ dụng để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện, còn phụ tải thực tế là phụ tải chính xác có thể xác định bằng đồng hồ đo đếm trong quá trình vận hành thực tế.

Phương pháp xác định phụ tải điện

 Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện Cần căn cứ vào lượng thông tin thu nhận được qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương án phù hợp Càng có nhiều thông tin đối tượng sử dụng càng lựa chọn phương pháp chính xác

Phụ tải động lực

Đặc điểm hộ tiêu thụ

- Thiết bị hay còn gọi là thiết bị tiêu thụ là những thiết bị tiêu thụ điện năng như: động cơ điện, lò điện, đèn điện

- Hộ tiêu thụ là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nơi biến đối điện năng thành các dạng năng lượng khác để sử dụng sản xuất dân dụng

- Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết bị hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.

- Xác định phụ tải là công việc đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống điện nhằm mục đích lựa chọn và kiêm tra các phần tử mang điện và máy biến áp theo điều kiện phát nóng, lựa chọn các thiết bị bảo vệ

- Khi thiết kế và vận hành hệ thống điện cung cấp cho xí nghiệp chú ý 3 dạng cơ bản sau:

- Tùy theo tầm quan trọng trong ngành kinh tế xã hội, các hộ tiêu thụ được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 3 loại:

 Hộ tiêu thụ loại 1: Là những hộ tiêu thụ khi ngừng sự cung cấp điện sẽ gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn kinh tế dẫn đến sự hư hỏng thiết bị, gây rối loạn và công nghệ phức tạp, làm hư hỏng hàng loạt sản phâm hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện.

 VD: Xí nghiệp luyện kim, xí nghiệp hóa chất, cơ quan nhà nước Đối với hộ loại này phải có 2 nguồn độc lập hoặc có nguồn dự phòng.

- Hộ loại 2: Là những hộ ngừng cung cấp điện thì dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng sản xuất, hư hỏng sản phẩm, lãng phí lao động.

 VD: nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm công nghệ nhẹ

- Hộ loại 3: Là tất cả các hộ tiêu thụ còn lại, ngoài hộ loại l và 2, cho phép cung cấp điện tin cậy cho phép thấp Nghĩa là cho phép mắt điện trong thời gian sửa chữa khắc phục sự cố cho phép từ 4 đến 5 giờ.

1.3.2 Những yêu cầu cần thiết trong cung cấp điện

Trong thiết kế cung cấp điện, nhưng yêu cầu cần thiết gồm có :

- Chất lượng điện: đánh giá bằng tần số và điện áp Tần số do cơ quan hệ thống điện điều chỉnh Do đó người thiết kế chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp Nói chung điện áp ở cao thế và trung thế chỉ có thể giao động quanh giá trị ± 5 điện áp định mức.

- An toàn trong cung cấp điện: hệ thống cung cấp điện phải vận hành với người và thiết bị Do đó phải chọn hồ sơ hợp lý, mạch lạc, rõ ràng.

- Kinh tế : so sánh đánh giá thông qua tính toán từ đó chọn phương án hợp lý ít tốn kém.

Xác định phụ tải tính toán

Hiện nay có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán Thông thường những phương pháp đơn giản thì cho kết quả không chính xác, ngược lại muốn độ chính xác cao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy, phải biết cân nhắc đề lựa chọn phương pháp tính cho thích hợp.

Nguyên tắc chung để tính toán phụ tải là tính thiết bị dùng điện trở ngược về nguồn.

Mục đích của việc tính toán phụ tải:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất phụ tải

- Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

- Nguồn vốn đầu tư nhỏ, bố trí các thiết bị phù hợp với không gian hạn chế của nhà cao tầng, dễ sử dụng, sửa chữa, bảo dưỡng.

- Thiết kế cấp điện và chiếu sáng cho chung cư.

- Chi phí vận hành hàng năm thấp.

Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau khi thiết kế, người thiết kế phải biết tư vấn, cân nhắc và kết hợp hài hòa để đưa ra một phương án tối ưu nhất, đồng thời phải chú ý đến những yêu cầu khác như: có điều kiện thuận lợi phát triển phụ tải trong tương lai, rút ngắn thời gian thi công

Tiêu chuẩn cung cấp điện mạng hạ áp

Hiện nay cung cấp điện trong mạng hạ áp thường sử dụng các tiêu chuẩn sau :

- TCVN 9206-2012: Tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị điện

- TCVN 9207-2012: Tiêu chuẩn đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCXDVN 46-2007: Tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng- hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.

- TCVN 7447:2005-2010: Hệ thống lắp đặt điện của các Toà nhà.

- TCXDVN 394: 2007: Thiết kế lắp đặt Trang thiết bị điện trong các Công trình Xây dựng - Phần an toàn điện

- QCVN QĐT-8: 2010/BCT: Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp.

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Tính toán phụ tải điện, từ tầng hầm tới tầng 1

2.1.1 Phương pháp tính toán phụ tải điện

2.1.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán a) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Stt = √ P tt 2 +Q tt 2 = cos P tt φ

 Pđi, Pđmi lần lượt là công suất đăt và công suất định mức của thiết bi ̣thứ i (kW);

 Ptt, Qtt, Stt lần lượt là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến tính toán của nhóm thiết bi ̣(kW, kVAr, kVA);

 n là số thiết bi ̣trong nhóm.

- Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức trung bình sau : cosφ tb =P 1 cosφ 1 +P 2 cosφ 2 +…+P n cosφ n

- Hệ số nhu cầu của các máy thường được cho trong các sổ tay. b) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.

 p0 là suất phụ tải trên 1m 2 diên tích (W/m 2 );

 Giá trị p0 có thể được tra trong các sổ tay.

- Phương pháp thiết kế này cho hiệu quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ đèn Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tại phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi c) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

 M là số đơn vi ̣đươc sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);

 w0 là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/sp);

 Tmax là thời gian sử dung công suất lớn nhất (h).

- Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chỉnh xác. d) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình.

- Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản như đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại.

 Pđm là công suất định mức, kW;

 kmax, ksd là hê ̣số cưc đại và hê ̣số sử dung, tra trong bảng hoăc hình vẽ trong sổ tay.

- Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. e) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng lớn nhất, hệ số đồng thời và công suất của thiết bị.

 ku là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị nhóm thiết bị Ta tra trong sổ tay hoặc các tiêu chuẩn;

 ks là hê ̣số đồng thời của nhóm thiết bị, tra trong sổ tay hoăc các tiêu chuẩn;

 Pđm là công suất định mức của thiết bị, kW ;

- Nếu có nhiều nhánh ta sử dụng công thức :

 Ks ’ là hệ số đồng thời cho tủ phân phối

2.1.1.2 Phương pháp tính toán chiếu sáng

 Hiện nay để thiết kế chiếu sáng có rất nhiều phương pháp khác nhau như là :

- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng đồng thời dt (Kđt ) và công suất đặt (Pd)

- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu nc (Knc) và công suất đặt (Pd)

- Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất

- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại max (Kmax) và công suất trung bình (Ptb)

 Nhóm lựa chọn tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

- Bước 1: Xác định suất phụ tải chiếu sáng P0 , chọn theo tiêu chuẩn QCXD 05 - 2009.

- Bước 2: Xác định công suất tính toán theo công thức: P cs =P 0 S(W)

 Pcs : Phụ tải chiếu sáng (W)

 P0 : Suất phụ tải chiếu sáng (W/m 2 )

- Bước 3: Chọn công suất đèn Pd

- Bước 4 : Tính số bóng đèn N = P P d

2.1.1.3 Phương pháp tính toán ổ cắm

- Bước 1: Xác định Kđt, chọn theo tiêu chuẩn 9206 – 2012

- Bước 2: Xác định công suất định mức của ổ cắm theo công thức :

- Bước 3 : Công suất tính toán ở cắm : P ttoc =k sd k dt P oc (W)

2.1.1.4 Phương pháp tính toán điều hoà

 Pđ: Công suất tính toán điều hòa trong phòng (W)

 P0: Suất phụ tải điều hòa (W/m 2 )

- Chú ý : Điều hòa cục bộ: dùng cho nhà ở, văn phòng nhỏ.

HOA Điều hòa phân tán dùng cho văn phòng lớn. Điều hòa trung tâm: dùng cho văn phòng cho thuê, trung tâm thương mại.

- Ta có : Cứ 10000BTU tương ứng: 10m 2 đối với văn phòng (1kW)

- Điều hòa 10000BTU có công suất làm lạnh là 10000/ 3412,14 = 2,93 kW nhưng lại có công suất tiêu thụ điện là 1 HP – 0,746 kW (đây là công suất tiêu thụ điện của đầu nén, chưa tính quạt gió 0,2~0,25 kW ở mặt lạnh) Thực tế với điều hòa 10000BTU tiêu thụ điện từ 0,9~1 kW.

2.1.1.5 Phương pháp tính toán phụ tải máy bơm

 Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình.

- Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên trong T.C.V.N - 4513 – 88

- Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước bên trong T.C.V.N - 4474 – 87

- Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên ngoài công trình 20.T.C.N-33-2006

- Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước bên ngoài công trình T.C.V.N 7957 - 2008

- Văn bản hướng dẫn 317/CNMT ngày 27/2/1993 của bộ Khoa Học công nghệ và môi trường về hoạt động bảo vệ môi trường.

- TCXDVN 323 - 2004 - Nhà cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế.

- QNVN14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.

 Nước cấp cho dự án đáp ứng cho các nhu cầu sau đây:

- Nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt của căn hộ và sinh hoạt cộng đồng.

- Nước cấp cho khu văn phòng.

- Nước cấp cho nhu cầu tưới cây, rửa sàn.

- Nước cấp cho nhu cầu cứu hỏa (phần thiết kế cứu hỏa không nằm trong phạm vi hồ sơ thiết kế).

 Công suất tính toán của nhóm phụ tải bơm nước được tính theo công thức ở TCVN 9206.

 Kyc : Hệ số yêu cầu của nhóm phụ tải máy bơm

 Pbi : Công suất điện định mức (kW) của động cơ nước bơm thứ i.

2.1.1.6 Phương pháp tính toán phụ tải thang máy

 Công suất tính toán các nhóm phụ tải thang máy được tính theo công thức ởTCVN 9206.

 PTM: Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy.

 Pni: Công suất điện định mức của động cơ kéo thang máy thứ i.

 Pgi: Công suất tiêu thụ của các khí cụ điện điều khiển và các đèn điện trong thang máy thứ i, nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị Pgi=0,1.

 Pvi: Hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lí lịch thang máy thứ i nếu không có số liệu cụ thể lấy Pvi =1.

 Kyc: Hệ số yêu cầu của nhóm phụ tải thang máy, với nhà ở Kyc=0,1

 Công suất tính toán của định mức thang máy:

 Kyc: Hệ số yêu cầu (tra theo bảng 7-TCVN – 9206 – 2012)

 Pđ: Công suất đặt của 1 thang máy.

2.1.1.7 Phương pháp tính công suất quạt thông gió

 Công suất tính toán n của nhóm phụ tải quạt thông gió được tính theo TCVN 5-2008

- Chọn bội số tuần hoàn (số lần trao đổi không khí trong 1 giờ) đối với tầng hầm bội số từ 6 – 7 lần, ta lấy bằng 7 lần.

- Tổng lượng khí lưu chuyển: V × 7(m 3 /h)

2.1.2 Áp dụng tính toán tầng hầm Áp dụng các công thức tại mục 2.1.1.2 để tính toán.

2.1.2.1 Tính toán chiếu sáng tầng hầm.

- Khu vực đỗ xe (tầng hầm), diện tích S = 252 (m 2 )

- Theo QCVN 09:2017/BXD thì chọn P0 = 3 (W/m 2 )

- Công suất chiếu sáng cho khu vực để xe là : Pcs = P0 S = 3.252 = 756 (W)

- Chọn Đèn LED chống thấm Seri LWP2 hãng MPE có thông số kỹ thuật như sau: Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật Đèn LED chống thấm Seri LWP2 hãng MPE

- Số đèn tính toán cần dùng cho phòng:

 Độ rọi của khu vực đỗ xe :

- So sánh Ett ≥ Eycu (đạt yêu cầu) Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008

Bảng 2 2 Một số độ rọi tiêu chuẩn lấy từ tiêu chuẩn TCVN7114-2008

STT Không gian chức năng Tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng Độ rọi (lux) UGRL Ra

1 Lớp mẫu giáo, phòng chơi 300 19 80

 Khu vực phòng bảo vệ (tầng hầm), diện tích S = 8 (m 2 )

- Theo QCVN 09:2017 BXD thì chọn P0 = 9 (W/m 2 )

Công suất chiếu sáng cho phòng bảo vệ là : Pcs = P0 S = 9.8 = 72(W)

Chọn Đèn LED Bán Nguyệt Seri BN hãng MPE có thông số kỹ thuật như sau: Bảng 2 3 Thông số kỹ thuật Đèn LED Bán Nguyệt Seri BN hãng MPE

- Số đèn tính toán cần dùng cho phòng:

- Độ rọi của khu vực phòng bảo vệ :

- So sánh Ett ≥ Eyc 0 (đạt yêu cầu) Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008

- Áp dụng CT chiếu sáng như trên để tính toán từ đó ta có được bảng tổng hợp.

Bảng 2 4 Tổng hợp chiếu sáng tầng hầm

(lux) Đỗ xe 252 3 Đèn LED chống thấm 40 19 4000 760 146 75

Phòng bảo vệ 8 9 Đèn LED

Phòng máy bơm nước 8 9 Đèn LED

Nhà kho 12 9 Đèn LED chống thấm 40 3 4000 120 484 200

Phòng tắm rửa 5.1 9 Đèn LED

Dowlight 9 5 900 45 427 100 Đèn tiền sảnh thang bộ 4.4 8 Đèn LED

Cầu thang bộ 11.3 3 Đèn LED

Tổng công suất chiếu sáng tầng hầm (W) 1271

Công suất chiếu sáng phía ngoài tầng hầm nhưng nằm ở phụ tải tầng hầm :

- Công suất đèn chiếu sáng tiền sảnh :

Chọn đèn pha LED 100W , số lượng 14 , Pđtt = 1400 (W)

- Công suất đèn trụ mặt tiền:

Chọn Đèn trụ MPE Seri LST 120W,số lượng 2, Pđtt = 240 (W)

 Vậy tổng công suất chiếu sáng tầng hầm là : Pcs TH = 2,89 (kW)

2.1.2.2 Tính toán ổ cắm tầng hầm

Theo TCVN 9206:2012 : Đối với nhà ở và các công trình công cộng khác, công suất cho mỗi ổ cắm đơn không nhỏ hơn 180 VA hoặc đối với mỗi đơn vị ổ cắm trên một giá kẹp Vậy ta chọn công suất cho ổ cắm đôi là 360VA.

Ta dùng ổ cắm đôi 3 chấu 10/16A/220V cho tầng hầm với cos

- Công suất tính toán ổ cắm

- Công suất toàn phần tính toán

- Áp dụng các công thức tính toán tại mục 2.1.1.3 từ đó ta có được bảng tổng hợp công suất phụ tải ổ cắm

Bảng 2 5 Tổng hợp công suất phụ tải ổ cắm tầng hầm

Tổng P ổ cắm khu vực (W)từng Đỗ xe 250 6 3168 443,52 2661,12

Phòng vệ sinh và tắm rửa 5,1 1 3168 443,52 443,52

Tổng công suất ổ cắm tầng hầm

 Thang máy thiết kế đặt ở các sảnh

- Chọn thang máy chở khách Mitsubishi ACE-P-750-10CO để tính toán

Tốc độ lên xuống(m/ph) :750

Kyc= 0,9 dựa vào Bảng 6 tiêu chuẩn TCVN 9206

Bảng 2 6 Bảng tiêu chuẩn thang máy TCVN9206

Số tầng Hệ số yêu cầu khi số lượng thang máy

 Chọn Kyc=0,9 vì có 2 thang máy và số tầng từ 7-8 theo tiêu chuẩn TCVN9206 [2] Công suất tính toán định mức của thang máy:

Công suất phản kháng của thang máy:

2.1.2.4 Tính toán máy bơm toà nhà

- Ta lựa chọn 2 máy bơm Pentax CM 32-200C công suất đặt của một bơm 4kW, có thông số lưu lượng 0m 3 -27m 3 /h

Công suất bơm sinh hoạt của chung cư:

Kyc: Tra bảng TL1.2 TCVN 9206 – 2012

Công suất phản kháng bơm sinh hoạt của chung cư

- Ta lựa chọn 1 máy bơm Pentax CM 32-160C công suất đặt của một bơm 1,5kW, có thông số lưu lượng 0m 3 -21m 3 /h

Công suất bơm sinh hoạt của chung cư:

Công suất phản kháng bơm sinh hoạt của chung cư chọn cos=0,8 → tg 0,75

- Bơm cứu hỏa có ba loại bơm gồm bơm vách, tự động và bơm bù áp vì vậy ta chọn 2 máy bơm chữa cháy có công suất 20 kW, 1 bơm bù áp công suất 4 kW Công suất bơm sinh hoạt của chung cư:

Công suất phản kháng bơm sinh hoạt của chung cư

Bảng 2 7 Tổng kết tính toán máy bơm

Công suất đặc bơm (kW)

Công suất phản kháng Q=P tttm tgφ(kVar)

Công suất toàn phần (kVA)

 Vậy tổng công suất của các máy bơm phục vụ sinh hoạt toà nhà là Pbsh = 9,5 (kW)

 Tổng công suất các máy bớm cứu hoả là Pbch = 40 (kW)

2.1.2.5 Tính toán công suất motor cửa cuốn

- Chọn loại Motor cửa cuốn Doorterch FM500

Ta chọn số lượng motor là 2 cho hai đường vào tầng hầm

Bảng 2 8 Tổng công suất cửa cuốn

Khu vực Điện áp Số lượng Công suất định mức (W)

Tổng công suất cửa cuốn (W) 1000

 Vậy ta có PCC = 1 (kW)

2.1.2.6 Tính toán bình nóng lạnh

- Chọn loại bình nóng lạnh Thermor 15L ngang (600x320x355)

Ta bố trí 1 bình nóng lạnh ở phòng tắm tầng hầm và các tầng còn lại ngoại trừ tầng tum nên ta có bảng thông số sau :

Bảng 2 9 Tổng công suất bình nóng lạnh

Khu vực Điện áp Số lượng Kích thước Dung tích

Phòng vệ sinh, tắm rửa 220-240 1 600x320x355 15 2000

Tổng công suất bình nóng lạnh (W) 2000

 Vậy ta có PBNL = 2 (kW)

2.1.2.7 Tính toán quạt thông gió tầng hầm Để tính toán công suất quạt thông gió ta cần thêm thông tin về công suất, thể tích cần thông gió Vì vậy ta có công suất dự trù cho quạt thông gió QBTA-500 ở tầng hầm là quạt có công suất 2238W, điện áp sử dụng 220V-380V lưu lượng 12000m3/h, cột áp 300 Pa

2.1.2.8 Tổng hợp toàn bộ công suất tầng hầm

- Tổng hợp từ Bảng 2.4, Bảng 2.5, Bảng 2.7, Bảng 2.8, Bảng 2.9, ta có bảng tổng hợp công suất tầng hầm.

Bảng 2 10 Tổng hợp công suất tầng hầm

Công suất chiếu sáng tính toán (W)

Công suất phụ tải tính toán(W)

Tổng Công suất tính toán (W)

Tổng Công suất phản kháng (VAr)

Tổng Công suất toàn phần (VA) Đỗ xe + Thông gió 760 4900 5660 4245 7075

Phòng vệ sinh, Phòng tắm rửa 45 2443.52 2488.52 1866.39 3110.65 Đèn tiền sảnh thang bộ 36 0 36 27 45

Cửa cuốn 0 1000 1000 750 1250 Đèn trụ mặt tiền 240 0 240 180 300

Tổng công suất tầng hầm (W) 2911 10561.08 13472.08 10104.06 16840.1

 Như vậy tổng công suất tầng hầm là 13,5 (kW)

2.1.3 Áp dụng tính toán tầng 1

- Tại tầng 1, các công thức và phần tính toán được sử dụng giống như giới thiệu ở những mục 2.1.1.2; 2.1.1.3 tính toán tầng hầm để tính toán

2.1.3.1 Tính toán chiếu sáng tầng 1

 Ta lựa chọn hãng đèn MPE để thiết kế chiếu sáng cho tầng 1 trở lên để vừa đảm bảo thẩm mỹ cũng như yếu tố kỹ thuật

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.2.1 tính toán chiếu sáng tầng hầm để tính toán chiếu sáng cho tầng 1 từ đó ta có được bảng tổng hợp

Bảng 2 11 Tổng hợp công suất chiếu sáng tầng 1

Hành lang tiền sảnh 34,3 9 Đèn LED

Hành lang thang máy 12,4 9 Đèn LED

Hành lang phòng vệ sinh,

Phòng vệ sinh nam 9,1 9 Đèn LED

Phòng vệ sinh nữ 8 9 Đèn LED

Thang bộ thoát hiểm 10 3 Đèn LED ốp trần Vuông 32 1 3200 32 155 100

Tủ điện phân phối từng tầng 1,2 9 Đèn LED

Tổng công suất chiếu sáng tầng 1 (W) 3554

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.2.2 tính toán ổ cắm tầng hầm từ đó ta được bảng tổng hợp.

Bảng 2 12 Tổng hợp công suất ổ cắm tầng 1

Tổng công suất ổ cắm tầng 1 (W) 12862

2.1.3.3 Tính toán điều hòa tầng 1

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.1.4 tính toán phụ điều hoà để tính toán từ đó ta có bảng tổng hợp.

- Ta sử dụng loại điều hoà trung tâm dành cho trung tâm thương mại dịch vụ

- Công suất tiêu thụ thực tế của điều hoà 10000BTU = 1kW

- Công suất làm lạnh của văn phòng S1, diện tích = 89 m 2

Pđh = P0 S = 89 1000 = 89000 (BTU) = 8,9 (kW) Áp dụng công thức cho các phòng khác của tầng 1

Bảng 2 13 Tổng hợp công suất điều hòa tầng 1

Suất Phụ tải Pdt(BTU/m) 2

Công suất làm lạnh tầng 1 (kW) 23,25

 Vậy tổng công suất điều hoà tầng 1 : P ĐH = 23,25 (kW)

2.1.3.4 Tổng hợp toàn bộ công suất tầng 1

- Tổng hợp từ Bảng 2-12, Bảng 2-13 ta có được bảng tổng công suất.

Bảng 2 14 Tổng hợp công suất tầng 1

Tổng Công suất toàn phần (VA)

Tủ điện phân phối từng tầng 9 0 9 6.75 11.25

 Như vậy tổng công suất tầng 1 là 16,4 (kW)

Tính toán phụ tải điện từ tầng 2 đến tầng 7

2.2.1 Áp dụng tính toán tầng 2

- Tại tầng 2, các công thức và phần tính toán được sử dụng giống như giới thiệu ở những mục 2.1.2.1; 2.1.2.2; 2.1.3.3 tính toán tầng hầm, tầng 1 không có gì khác nhau.

2.2.1.1 Tính toán chiếu sáng tầng 2

- Vì cấu trúc công trình từ tầng 2 đến tầng 7 được bố trí bóng đèn chiếu sáng và ổ cắm cấp nguồn giống nhau ở mỗi tầng nên ở đây chỉ tính toán cho tầng 2, các tầng còn lại tương tự.

- Điện áp cung cấp cho các đèn chiếu sáng cục bộ di động quy định như sau:

 Với các loại đèn cầm tay, cấm dùng điện áp cao hơn 42 V trong các phòng nguy hiểm và rất nguy hiểm.

 Khi người làm việc trong các điều kiện đặc biệt bất lợi, như chỗ làm việc chật chội dễ bị chạm vào những bề mặt kim loại lớn có nối đất… phải dùng điện áp không quá 12 V.

 Với các đèn di động có móc treo, đèn để bàn, để trên sàn nhà… được phép dùng điện áp bằng điện áp của đèn chiếu sáng cục bộ đặt cố định.

 Văn phòng S1 (tầng 2), diện tích S = 124,3 (m 2 )

 Theo QCVN 09:2017 BXD thì chọn P0 (W/m 2 )

Công suất chiếu sáng cho khu nhà để xe là : Pcs = P0 S = 124,3.11 = 1367,3 (W) Chọn Đèn LED Tấm FPL của hãng MPE có thông số kỹ thuật như sau :

Bảng 2 15 Thông số kỹ thuật Đèn LED Tấm FPL của hãng MPE

Số đèn tính toán cần dùng cho phòng:

N = P P đ = 1367,3 120 = 11,4 ( đèn) , ta chọn 12 bộ đèn Kiểm tra: Độ rọi của khu vực nhà xe :

- So sánh Ett EycP0 (đạt yêu cầu) Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008

2.2.1.2 Tính toán chiếu sáng cho văn phòng cho thuê

- Mặt bằng kiến trúc của không gian cho thuê từ tầng 2 đến tầng 7

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.2.1 tính toán chiếu sáng tầng hầm để tính toán chiếu sáng cho tầng 2 từ đó ta có được bảng tổng hợp.

Hình 2 1.Mặt bằng kiến trúc tầng 2 đến tầng 7

Bảng 2 16 Tổng hợp công suất chiếu sáng tầng 2

Hành lang thang máy 12,4 9 Đèn LED

Phòng vệ sinh nam 9,1 9 Đèn LED

Phòng vệ sinh nữ 8 9 Đèn LED

Thang bộ thoát hiểm 10 3 Đèn LED ốp trần Vuông 32 1 3200 32 155 100

Tủ điện phân phối từng tầng 1,2 9 Đèn LED

Tổng công suất chiếu sáng tầng 2 (W) 3594

Bảng 2 17 Tổng hợp công suất ổ cắm tầng 2

Tổng công suất ổ cắm tầng 2 (W) 13749

2.2.1.4 Tính toán điều hoà tầng 2

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.3.3 tính toán điều hòa tầng 1 để tính toán từ đó ta có bảng tổng hợp.

- Ta sử dụng loại điều hoà trung tâm dùng cho văn phòng cho thuê

- Công suất tiêu thụ thực tế của điều hoà 10000BTU = 1kW

- Công suất làm lạnh của văn phòng S1, diện tích = 124,3 m 2

Pđh = P0 S = 124,3 1000 = 124300 (BTU) = 12,4 (kW) Áp dụng công thức cho các phòng khác của tầng 2

Bảng 2 18 Tổng hợp công suất điều hòa tầng 2

Suất Phụ tải Pdt(BTU/m) 2

Công suất làm lạnh tầng 2 (kW) 26,75

 Vậy tổng công suất điều hoà tầng 2 : P ĐH = 26,75 (kW)

HOA 2.2.1.5 Tổng hợp toàn bộ công suất tầng 2

- Tổng hợp từ Bảng 2.16, Bảng 2.17, ta có được bảng tổng hợp công suất.

Bảng 2 19 Tổng hợp công suất tầng 2

Tủ điện phân phối từng tầng 9 0 9 6.75 11.25

 Như vậy tổng công suất tầng 2 là 17,34 (kW)

Tính toán phụ tải tầng tum

- Tại tầng tum, các công thức và phần tính toán được sử dụng giống như giới thiệu ở những mục 2.1.2.1, 2.1.2.2 tính toán tầng hầm, không có gì khác nhau.

2.3.1.1 Tính toán chiếu sáng tầng tum

- Áp dụng công thức tại mục 2.1.2.1 tính toán chiếu sáng tầng hầm để tính toán chiếu sáng cho tầng tum từ đó ta có được bảng tổng hợp.

Bảng 2 20 Tổng hợp chiếu sáng tầng tum

Sảnh tầng tum 54,2 9 Đèn LED

Phòng kỹ thuật điện nhẹ 4 9 Đèn LED dowlight 9 4 900 36 436 200

Phòng kỹ thuật thang máy, bồn nước

Thang bộ tầng tum 11,3 3 Đèn LED dowlight 9 4 900 36 154 100

Sảnh giữa các khu 6,6 9 Đèn LED

Tổng công suất chiếu sáng tầng tum (W) 7

55 2.3.1.2 Tính toán ổ cắm tầng tum

Bảng 2 21 Tổng hợp công suất ổ cắm tầng tum

Phòng kỹ thuật điện nhẹ 4 1 3168 443,52 443,52

Tổng công suất ổ cắm tầng tum (W) 4878,72

2.3.1.3 Công suất bơm tăng áp tầng tum

- Ta chọn 1 máy bơm tăng áp cho hệ thống cấp thoát nước của toà nhà

Bảng 2 22 Máy bơm tăng áp

Model Điện áp Cột áp Lưu lượng Công suất

Tổng công suất của bơm tăng áp 1,1

 Vậy công suất của bơm tăng áp ở tầng tum là P TA = 1,1 (kW)

2.3.1.4 Tổng hợp công suất tầng tum

- Tổng hợp từ Bảng 2.20, Bảng 2.21, ta có được bảng tổng hợp công suất

Bảng 2 23 Tổng hợp công suất tầng tum

Phòng kỹ thuật điện nhẹ 36 443.52 479.52 359.64 599.4 Phòng kỹ thuật thang máy,bồn nước, máy bơm 120 1100 1220 915 1525

Tổng công suất tầng tum (W) 755 5978.72 6733.72 5050.29 8417.15

 Vậy tổng công suất tầng tum là 6,73 (kW)

Tính toán công suất toà nhà

2.4.1 Tổng hợp số liệu công suất của từng tầng của tòa nhà

- Lấy số liệu từ trang 17 ta được : Ptt T Hầm = 13,5 (kW)

- Tổng hợp số liệu từ trang 19, trang 20 ta được :

- Tổng hợp số liệu từ trang 23, trang 24 ta được :

- Vì tầng 2 đến tầng 7 có cùng mặt bằng kiến trúc và được bố trí chiếu sáng ổ cắm, điều hoà như nhau nên công suất tính toán sẽ như nhau

- Lấy số liệu từ trang 26 ta được : PTtum = 6,73 (kW)

- Lấy số liệu từ trang 15 ta được : PTM = 19,8 (kW)

- Tổng hợp số liệu từ trang 16 ta được :

HOA 2.4.2 Tổng hợp phụ tải tính toán của toà nhà

- Tổng hợp các số liệu ở phần 1 ở trên ta được bảng tổng hợp như sau :

Bảng 2 24 Tổng hợp phụ tải tính toán toà nhà

STT Khu vực Tủ điện Công suất tính toán

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO TOÀ NHÀ

Phân chia công suất và chọn máy biến áp

3.1.1 Tổng quan về chọn máy biến áp

- Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.

Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

- Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai loại trạm biến áp:

 Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ thống 35 - 220kV, biến thành các cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV; cá biệt có khi xuống 0.4 kV.

 Trạm biến áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian và biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải của các nhà máy, phân xưởng, hay các hộ tiêu thụ Phía sơ cấp thường là các cấp điện áp: 6kV, 10kV, 15kV,24kV Còn phía thứ cấp thường có các cấp điện áp: 380/220V, 220/127V, hoặc 660V Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời.

 Trạm BA ngoài trời: Ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ở ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thế Các trạm biến áp có công suất nhỏ (300 kVA) được đặt trên trụ, còn trạm có công suất lớn thì được đặt trên nền bê tông hoặc nền gỗ Việc xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà

 Trạm BA trong nhà : Ở trạm này thì tất cả các thiết bị điện đều được đặt trong nhà

- Chọn vị trí, số lượng và công suất trạm biến áp Nhìn chung vị trí của trạm biến áp cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đến.

 Thuận tiện cho vận hành, quản lý.

 Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành, v.v…

 Tuy nhiên, vị trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như:

 Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan, v.v… Trong đồ án này ta sẽ đặt trong tầng hầm vì yêu cầu về mặt bằng.

 Chọn cấp điện áp: Do tòa nhà được cấp điện từ đường dây 22kV, và phụ tải của tòa nhà chỉ sử dụng điện áp 220V và 380V Cho nên ta sẽ lắp đặt trạm biến áp hạ áp 22/0,4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của tòa nhà.

 Chọn số lượng và công suất MBA.

- Về việc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA, 3MBA.

 Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn phương án chỉ sử dụng 1 MBA Phương án này có điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao.

 Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao nhưng chi phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công suất lớn hoặc quan trọng.

 Phương án 3 MBA: Độ tin cậy cấp điện rất cao nhưng chi phí cũng rất lớn nên ít được sử dụng, thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ dạng đặc biệt quan trọng.

- Do vậy, tuỳ theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp.

- Với tính chất cấp điện của dự án em chọn sử dụng 1 máy biến áp làm nguồn chính để cấp điện cho toà nhà, và sử dụng 1 máy phát điện để làm nguồn dự phòng cho toà nhà.

3.1.2 Chọn máy biến áp cho toà nhà :

- Với kết quả tính toán ở Chương 2 ( trang 27) ta có : STTToà Nhà = 492,15 (kVA)

 Ta chọn máy biến áp của hãng Thibidi có công suất là 560 (kVA)

Hình 3 1 Máy biến áp dầu THIBIDI 560 kVA

- Thông số máy biến áp dầu THIBIDI:

Bảng 3 1 Thông số máy biến áp dầu 560 kVA

Thông số kỹ thuật Tổn hao ngắn mạch ở

Tổn hao không tải Điện áp ngắn mạch

Trọng lượng Tổng Ruột máy Dầu

 Ta chọn máy phát điện Cummins có công suất là 560 (kVA) để làm nguồn điện dự phòng cho tòa nhà

- Thông số máy phát điện Cummins 560kVA :

Bảng 3 2 Thông số máy phát Cummins 560 kVA

Công suất máy phát điện (kVA) 562,5 625

Công suất máy phát điện (kW) 450 500

Công suất tối đa của động cơ (kW) 555

Model động cơ máy phát điện KTAA19-G5

Nhà sản xuất động cơ máy phát CUMMINS

Kích thước vỏ máy phát điện 560 kVA

Kết cấu động cơ 4 thì, 6 xi lanh sếp thẳng hàng Phương thức làm mát động cơ

Nắp bảo vệ an toàn đai quạt gió, quạt gió làm mát lạnh dây Curoa truyền, bộ tản nhiệt két nước đáp ứng nhiệt độ môi trường

Lựa chọn kết cấu trạm biến áp

- Việc lựa chọn kết cấu trạm phải căn cứ vào các yếu tố sau:

 Công suất và số lượng máy biến áp đặt trong trạm.

 Số lượng đường dây ra vào, trên không hoặc ngầm

 Tầm quan trọng của phụ tải, địa hình mỹ quan nơi đặt trạm, yêu cầu của khách hàng và kinh phí được cấp.

- Trạm xây gồm 3 ngăn chính: 1 ngăn lắp đặt các thiết bị trung áp, 1 ngăn lắp đặt MBA và 1 ngăn lắp đặt các thiết bị hạ thế Tất cả các thiết bị được lắp đặt bên trong tủ, vỏ tủ được làm bằng kim loại nhằm bảo vệ các thiết bị, chống tác động của môi trường bên ngoài và các tác nhân khác.

Hình 3 2 Máy phát điện Cummins 560 kVA

HOA 3.2.1 Tính toán và lựa chọn các phần tử của trạm :

3.2.1.1 Chọn thiết bị phía cao áp : a) Thiết kế tuyến cáp cao áp từ trạm 110kV về trạm MBA 22/0,4kV của toà nhà

- Trạm biến áp của tòa nhà được cung cấp điện thông qua hệ thống cáp ngầm 22kV lấy nguồn 22kV từ trạm 110kV của điện lực Tuyến cáp này có chiều dài 500m, trước đó là tuyến cáp nhôm lõi thép AC 3x240 có chiều dài 3 Km.

- Dòng tính toán của phía hạ áp máy biến áp là:

- Do đó dòng điện quy đổi về phía 22kV là:

Iđm CA = I đm BA U U ha

- Vâỵ để đảm bảo an toàn kỹ thuật và mỹ thuật nên ta chọn loại cáp Cu/XPLE/PVC lõi đồng cách điện XLPE, vỏ PVC, điện áp 22kV và có thông số kỹ thuật cho trong bảng sau đây:

Bảng 3 3 Thông số cáp trung thế

Tiết diện lõi, mm 2 Điện trở đơn vị,  / km ở 20 0 C

I cp , (A) Ngoài trời Dưới đất

3x240 0,0754 538 501 b) Tính toán ngắn mạch phía cao áp :

- Ta có sơ đồ thay thế ngắn mạch cao áp như hình sau đây :

 Điện kháng của hệ thống :

2858 = 4,7 (Ω)) Trong đó : U 2 tb là điện áp trung bình đường dây 110kV

Utb2=1,05.22#(kV)Hình 3 3 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch cao áp

S N MC - công suất ngắn mạch của máy cắt trước TBA 110- 35/22kV.

Trong đó : I N MC = 15kA: dòng cắt lớn nhất của máy cắt phía 110kV

- Điện kháng quy đổi của MBA 110/22kV là :

Chiều dài dây nhôm lõi thép AC 240 là 3km có r0=0,132 Ω)/kmx0=0,4

 Điện trở và điện kháng của MBA 110/22kV:

Trạm 110/22kW Liên Trì Đà Nẵng gồm 2 máy biến áp:2x63MVA, trạm biến áp của toà nhà được lấy từ máy biến 63MVA

MBA 110/22kV có SđmcMVA, U10kV, PN 200kW, U N % 

Do dòng ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I’’ bằng dòng ngắn mạch ổn định I  nên có thể tính như sau:

√ 3 2,894,5 (kVA) Trong đó : ZN- tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch (  )

ZN = √ ( R BA +R AC ) 2 +(X htqd +X BA +X AC ) 2

- Dòng điện xung kích là :

- Tính ngắn mạch tại N1 : Điện trở và điện kháng của đoạn cáp XLPE (3x240) đến MBA 22/0,4kV là:

HOA Điện kháng tổng đến điểm ngắn mạch N1 là:

- Dòng ngắn mạch tại điểm N1 là :

- Dòng điện xung kích là : i xk =√ 2 k xk I ( N 3 ) 1 =√2.1,3 4,49=8,25(kA) c) Lựa chọn cầu dao phụ tải :

- Điều kiện lựa chọn cầu dao phụ tải Điện áp định mức

Dòng ngắn mạch chịu được:

Tra bảng lựa chọn cầu dao phụ tải mã hiệu LBS24 do Việt Nam sản xuất, thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 3 4 Thông số cầu dao phụ tải

Khả năng cắt với MBA không tải, A

Khả năng chịu ngắn mạch, kA/s

Số lần đóng cắt, lần

LBS24 24 630 18 20 2000 d) Lựa chọn sứ đỡ :

- Điều kiện để lựa chọn sứ:

Tra bảng lựa chọn sứ đỡ đặt trong nhà IC 24.1.0 CPS do do Việt Nam sản xuất có thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 3 5 Thông số sứ đỡ

U đm , kV Số tán Chiều dài trục, mm

Chiều dài bề mặt, mm

HOA e) Lựa chọn máy biến dòng :

- Lựa chọn máy biến dòng tại ngăn tủ đo lường trung thế của trạm : Điều kiện định mức:

- Dòng điện sơ cấp định mức:

Tra bảng lựa chọn BI Emic do Việt Nam sản suất, thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 3 6 Thông số biến dòng

Ký hiệu U đm , kV Dòng điện sơ cấp, A

Dung lượng danh định, VA

Cấp chính xác đo lường Class(cl)

Emic 24 100 5 15 0.5 f) Lựa chọn máy cắt

- Để thuận tiện cho việc lắp đặt, sửa chữa, vận hành thì ta đặt một máy cắt ở gần tủ phân phối tổng của trạm biến áp.

- Điều kiện lựa chọn máy cắt:

Ta chọn máy cắt chân không trung thế của Siemens có thông số kỹ thuật ghi trong bảng sau :

Bảng 3 7 Thông số máy cắt

Dòng giới hạn,kA Iôđn ở thời gian,s I cắt , i xk I xk 1 5 10 kA

24KV 24 100 17,3 10 10 10 7,1 12 g) Lựa chọn tủ trung thế

- Ta chọn tủ trung thế GIS 8DH10 24kV hợp bộ có cầu dao,cầu chì,cách điện bằng SF6 do SEIMENS chế tạo phù hợp với tiêu chuẩn IEC 62 271-200, tủ có thể mở rộng và không phải bảo trì Thông số kỹ thuật của tủ đươc cho trong bảng sau:

Bảng 3 8 Thông số tủ trung thế

Cầu dao, cầu chì h) Kiểm tra cáp cao áp cấp điện cho trạm :

Trong đó : I∞ dòng ngắn mạch xác lập I∞ =IN1= 4,49(kA)

 tqd thời gian quy đổi được xác định như tổng thời gian tác động bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện với thời gian tác động toàn phần của máy cắt, thời gian quy đổi tính bằng thời gian tồn tại ngắn mạch tqd = 0,5s

 α hệ số nhiệt xác định bởi độ phát nóng cho phép của lõi đồng α =6.

- Vậy có kết quả kiểm tra cáp đã chọn từ đoạn thanh cái đến máy biến áp của tòa nhà theo điều kiện ổn đinh nhiệt dòng ngắn mạch.

 Vậy cáp ta đã chọn có tiết diện S = 240 mm 2 đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch.

3.2.1.2 Lựa chọn thiết bị phía hạ áp :

UđmS ≥ Umạng=0,4(kV) Tra bảng lựa chọn sứ đỡ đặt trong nhà IC 10.1.0 CPS do do Việt Nam sản xuất có thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 3 9 Thông số sứ cách điện

Ký hiệu Uđm, Số tán Chiều dài Chiều dài Lực nén Khối

HOA kV trục, mm bề mặt, mm

 Lựa chọn thiết bị đồng hồ đo vạn năng :

Các đồng hồ đo đếm được chọn theo cấp chính xác và được cho trong bảng sau:

Bảng 3 10 Thông số đồng hồ vạn năng

Tên thiết bị Ký hiệu Loại Cấp chính xác

Công suất tiêu thụ VA Cuộn áp Cuộn dòng

Công tơ hữu công kWh CA4-u681 2 1,75 2,5

 Lựa chọn máy biến dòng trong tủ hạ thế để đo lường :

- Máy biến dòng được chọn dựa theo các điều kiện sau:

- Dòng điện sơ cấp định mức:

- Tra bảng lựa chọn BI Emic do Việt Nam sản suất, thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 3 11 Thông số biến dòng hạ thế

Ký hiệu Uđm, kV Dòng điện sơ cấp, A

Dung lượng danh định, VA

Cấp chính xác đo lường Class(cl)

- Các đồng hồ đo đếm, đèn báo pha và máy biến dòng điện cùng đặt trong một tủ hạ thế nên khoảng cách dây nối rất ngắn và điện trở của các dây đồng không đáng kể Do đó phụ tải tính toán của mạch thứ cấp của máy biến dòng ảnh hưởng không nhiều đến sự làm việc bình thường trong cấp chính xác yêu cầu.

Vì vậy không cần kiểm tra điều kiện phụ tải thứ cấp.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MẠNG HẠ ÁP TOÀ NHÀ

Tính toán lựa chọn dây dẫn

4.1.1 Cách xác định tiết diện dây dẫn nhỏ nhất cho phép của dây pha

- Bước 1 : Xác định dòng điện tính toán chạy trên đoạn dây dẫn.

√ 3 U cosφ (đối với mạch điện 3 pha) với điện áp 380V

U cosφ (đối với mạch điện 1 pha) với điện áp 220V

- Bước 2 : Xác định các hệ số hiệu chỉnh K1,K2,K3,K4.

Chúng ta dựa vào tiêu chuẩn quốc tế IEC để xác định hệ số hiệu chỉnh.

- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (k1)

- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ đất (k2)

- Hệ số hiệu chỉnh theo tính chất của đất (k3)

- Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng dây dẫn hoặc cáp cùng mạch (k4)

- Hệ số hiệu chỉnh lắp đặt dây trong chôn trong đất (k5)

- Những bảng hệ số hiệu chỉnh nằm ở phần phụ lục

- Trường hợp có dây dẫn cách điện hoặc cáp đi cùng trong một nhóm, hệ số k4 sẽ được áp dụng:

- Hai dây dẫn cách điện hoặc hai cáp đơn lõi, hoặc một cáp hai lõi.

- Ba dây dẫn cách điện hoặc ba cáp đơn lõi, hoặc một cáp ba lõi

- Khả năng mang dòng của các loại cáp điện ứng với các phương pháp lắp đặt

- Sau khi có các thông số như dòng điện tính toán, các hệ số hiệu chỉnh, dòng điện cho phép của cáp, ta tính toán lựa chọn cáp theo công thức

- Nếu k1.k4.Icp>Itt thì giá trị cáp điện đó thỏa mãn điều kiện, hệ số k2,k3,k5 không được xét tới là do cáp trong công trình không chôn trong đất.

4.1.2 Cách xác định tiết diện dây dẫn nhỏ nhất cho phép của dây trung tính và dây nối đất

- Theo tiêu chuẩn TCVN 9207 quy định tiết diện dây trung tính

- Theo tiêu chuẩn IEC quy định tiết diện dây nối đất.

- Các bảng tiêu chuẩn nằm ở phần phụ lục

Tính toán lựa chọn dây dẫn cho toà nhà

4.2.1 Tính chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện phân phối

4.2.1.1 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ máy biến áp, máy phát đến tủ điện tổng toà nhà

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 ta có tổng công suất phụ tải tủ điện tổng toà nhà là 393,72 (kW)

- Ta có dòng điện đi qua dây dẫn đến tủ điện MSB là :

- Ta sử dụng đường dây kép để sử dụng cho đường dây từ máy biến áp đến tủ điện tổng toà nhà nên I tt p3,7

- Ta có hệ số K4=0,8 tương ứng với 2 lớp cáp đi trong ống HPDE, K3=1 tương ứng với hệ số hiệu chỉnh đất khô, K2 = 0,96 với nhiệt độ đất 25 độ C và K5 0,8 với cách lắp đặt dây chôn ngầm trong ống HDPE.

- Dựa vào bảng khả năng mang dòng của cáp điện bằng đồng dây đồng tiết diện 240mm 2 với 3 sợi cáp XLPE có khả năng mang dòng 599 A.

- Nhận thấy giá trị 368 (A) >351,85(A) nên cáp điện bằng đồng tiết diện 240mm 2 thỏa mãn yêu cầu.

- Vậy ta xác định được tiết diện dây pha của mạch này là 240 mm 2

- Theo tiêu chuẩn TCVN 9207:2012 ta có Sn=Sp nên tiết diện dây trung tính mạch này là 240mm 2

- Theo sách hướng dẫn thiết kế điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC ta có tiết diện dây nối đất của mạch này là Spe=Sp/2

- Vậy ta xác định được tiết diện dây nối đất của mạch này là 120 mm 2

- Tổng hợp các ý trên ta có dây dẫn đi từ máy biến áp, máy phát đến tủ điện tổng toà nhà có thông số là: 8x1Fx240mm 2 Cu/XLPE/PVC+ 1Cx120mm 2 (Cu/PVC) (E)

4.2.1.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng cấp đến tủ điện tầng hầm DB- TH.

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 ta có tổng công suất phụ tải tủ điện tầng hầm là 13,5 (kW)

- Ta có dòng điện đi qua dây dẫn đến tủ điện tầng hầm là :

- Ta có hệ số K1=0,96 tương ứng với nhiệt độ thành phố Đà Nẵng là 35 độ C, và cáp điện loại XLPE, K4=0,85 tương ứng với 2 lớp cáp đi trên khay cáp không đục lỗ.

- Dựa vào bảng khả năng mang dòng của cáp điện bằng đồng dây đồng tiết diện 4mm 2 với 3 sợi cáp XLPE có khả năng mang dòng 40 A

- Nhận thấy giá trị 32,64(A) > 24,13 (A) nên cáp điện bằng đồng tiết diện 4mm 2 thỏa mãn yêu cầu.

- Vậy ta xác định được tiết diện dây pha của mạch này là 4 mm 2

- Theo tiêu chuẩn TCVN 9207:2012 ta có Sn=Sp nên tiết diện dây trung tính mạch này là 4mm 2

- Theo trang G38 sách hướng dẫn thiết kế điện theo tiêu chuẩn IEC ta có tiết diện dây nối đất của mạch này là Spe=Sp ( do tiết diện cáp nhỏ hơn 16mm 2 )

- Vậy ta xác định được tiết diện dây nối đất của mạch này là 4 mm 2

- Tổng hợp các ý trên ta có dây dẫn đi từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng hầm có thông số là: 4x1Cx4mm 2 Cu/XLPE/PVC+ 1Cx4mm 2 (Cu/PVC) (E)

4.2.1.3 Áp dụng tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các tủ điện còn lại của tòa nhà

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và tính toán lựa chọn dây dẫn từ các công thức ở phân trên ta được bảng tổng hợp như sau :

Bảng 4 1 Tổng hợp tiết diện cáp điện đến các tủ điện tổng

Tuyến cáp MSB đến tuyến

Loại cáp I cp cáp (A) Số lượng

DB-TH 24,13 4x1Cx4mm 2 Cu/PVC

DB-T1 70,87 4x1Cx16mm 2 Cu/PVC

DB-T tum 12 4x1Cx4mm 2 Cu/PVC

DB-TM 35,39 4x1Cx10mm 2 Cu/PVC

DB-BSH 16,98 4x1Cx4mm 2 Cu/PVC

DB-BCH 71,5 4x1Cx16mm 2 Cu/PVC

4.2.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tầng đến các thiết bị điện.

4.2.2.1 Tính toán lựa chọn dây dẫn tủ điện tầng hầm.

1 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng hầm đến Line chiếu sáng tầng hầm.

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 ta có công suất tính toán Line chiếu sáng khu vực đỗ xe (S1) là: Ptt= 760 (W)

- Ta có dòng điện đi qua dây dẫn đến line chiếu sáng (S1/DB-TH) là :

- Ta có hệ số K1=0,94 tương ứng với nhiệt độ Thành Phố Đà Nẵng là 35 độ C, và cáp điện loại PVC, K4=1 tương ứng với 1 lớp cáp đi trong ống điện PVC đi âm tường.

- Dựa vào bảng khả năng mang dòng của cáp điện bằng đồng dây đồng tiết diện 1.5mm 2 với 2 sợi cáp PVC có khả năng mang dòng 13,5 A

- Nhận thấy giá trị 12,69(A) > 4,06(A) nên cáp điện bằng đồng tiết diện 1.5mm 2 thỏa mãn yêu cầu.

- Với các dây dẫn tiết diện nhỏ hơn 16mm 2 thì tiết diện dây trung tính và dây nối đất bằng tiết diện dây pha

- Tuyến cáp điện đi từ tủ điện tầng hầm đến Line chiếu sáng khu vực đỗ xe tầng hầm là 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC+E(1.5) mm 2 Cu/PVC.

Bảng 4 2 Tổng hợp tiết diện dây dẫn chiếu sáng tầng hầm

Tuyến cáp DB-TH đến tuyến

Chiếu sáng đỗ xe (S1) 4,06 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

Chiếu sáng Phòng bảo vệ, phòng máy bơm nước (S2)

Chiếu sáng Phòng máy phát điện,phòng vệ sinh,nhà kho (S3)

Chiếu sáng cầu thang bộ, phòng MSB (S4) 0,7 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

2 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng hầm đến Line ổ cắm tầng hầm.

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 ta có công suất tính toán Line ổ cắm khu vực đỗ xe là: Ptt = 2661 (W) Ta chia ra hai tuyến L1.1 và L1.2 để bố trí ổ cắm trong khu vực đỗ xe ở tầng hầm, tuyến L1.1 có 4 ổ cắm nên sẽ có phụ tải là

- Ta có dòng điện đi qua dây dẫn đến line ổ cắm là :

- Dựa vào bảng khả năng mang dòng của cáp điện bằng đồng dây đồng tiết diện 1.5mm 2 với 2 sợi cáp PVC có khả năng mang dòng 13,5 A

- Nhận thấy giá trị 12,69(A) > 9,7(A) nên cáp điện bằng đồng tiết diện 1.5mm 2 thỏa mãn yêu cầu.

- Tuyến cáp điện đi từ tủ điện căn hộ đến Line ổ cắm tầng hầm khu vực đỗ xe là 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC+E(1.5) mm 2 Cu/PVC.

- Tương tự tính toán line ổ cắm các khu vực còn lại của tầng hầm ta có bảng sau

Bảng 4 3 Tổng hợp tiết diện dây dẫn ổ cắm tầng hầm

(m) Đỗ xe (L1.1) 9,5 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 33 Đỗ xe (L1.2) 4,74 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 13 Phòng bảo vệ, phòng máy bơm nước (L2) 7,11

2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC +E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 15 Phòng máy phát điện,phòng vệ sinh,nhà kho (L3)

3 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng hầm đến Line còn lại của tầng hầm

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng các công thức trên ta có bảng tổng hợp

- Với các dây dẫn tiết diện lớn hơn 16mm 2 thì tiết diện dây trung tính bằng tiết diện dõy pha, dõy nối đất = ẵ dõy pha.

Bảng 4 4 Tổng hợp tiết diện dây dẫn còn lại của tầng hầm

Thông gió (L4) 11,96 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Bình nóng lạnh (L5) 10,7 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Cửa cuốn (L6) 5,3 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 35 Đèn trụ mặt tiền (S6) 1,28 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

4.2.2.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn tủ điện tầng 1.

1 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng 1 đến Line chiếu sáng tầng 1.

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line chiếu sáng như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau :

Bảng 4 5 Tổng hợp tiết diện dây dẫn chiếu sáng tầng 1

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 98 Khu vực coffee, hành lang tiền sảnh (S2) 4,27 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 43 Hành lang thang máy đến phòng vệ sinh(S3) 1,28 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 28 Thang bộ, Phòng tủ điện (S4) 0,43 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 15 Phòng vệ sinh (S5) 0,81 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

2 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng 1 đến Line ổ cắm và bình nóng lạnh tầng 1.

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line ổ cắm như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau

Bảng 4 6 Tổng hợp tiết diện dây dẫn ổ cắm tầng 1

Văn phòng S1 (L1) 14,22 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Văn phòng S2 (L2.1) 14,22 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Văn phòng S2 (L2.2) 16,6 2x1Cx4mm 2 Cu/PVC

Khu vực coffee (L3) 14,22 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Hành lang phòng vệ sinh, phòng vệ sinh nam nữ (L4)

Bình nóng lạnh(L5) 10,7 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

3 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tầng 1 đến các line điều hoà tầng 1

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán như trên ta được bảng tổng hợp

Bảng 4 7 Tổng hợp tiết diện dây dẫn điều hoà tầng 1

Loại cáp I cp cáp (A) Số lượng Điều hoà văn phòng

+E(1x6)mm 2 (Cu/PVC) 31 15 Điều hoà văn phòng

+E(1x10)mm 2 (Cu/PVC) 42 20 Điều hoà khu vực coffee (A3) 24,06 2x1Cx6mm 2 Cu/PVC

4.2.2.3 Tính toán lựa chọn dây dẫn tủ điện tầng 2.

1 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng 2 đến Line chiếu sáng tầng 2.

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line chiếu sáng như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau

Bảng 4 8 Tổng hợp tiết diện dây dẫn chiếu sáng tầng 2 điển hình cho các tầng

CÁP Loại cáp I cp cáp (A) Số lượng

Văn phòng S1 (S1) 7,7 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 14 Văn phòng S2,S3

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 104 Hành lang thang máy đến phòng vệ sinh(S3)

Thang bộ, Phòng tủ điện (S4) 0,43 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 15 Phòng vệ sinh nam nữ (S5) 0,81 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

2 Tính toán lựa chọn dây dẫn đi từ tủ điện tầng 2 đến Line ổ cắm và bình nóng lạnh tầng 2.

Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line ổ cắm như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau

Bảng 4 9 Tổng hợp tiết diện dây dẫn ổ cắm tầng 2 điển hình cho các tầng

Văn phòng S2 (L2.2) 16,6 2x1Cx4mm 2 Cu/PVC

Văn phòng S3 (L3) 11,85 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

Bình nóng lạnh(L5) 10,7 2x1Cx2.5mm 2 Cu/PVC

3 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tầng 2 đến các line điều hoà tầng 2

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán như trên ta được bảng tổng hợp

Bảng 4 10 Tổng hợp tiết diện dây dẫn điều hoà tầng 2 điển hình cho các tầng

CÁP Loại cáp I cp cáp (A) Số lượng Điều hoà văn phòng

4.2.2.4 Tính toán lựa chọn dây dẫn tủ điện tầng tum.

1 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tầng tum đến các line chiếu sáng tầng tum

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line chiếu sáng như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau

Bảng 4 11 Tổng hợp tiết diện dây dẫn chiếu sáng tầng tum

Sảnh tầng tum, phòng kỹ thuật điện nhẹ (S1)

Phòng kỹ thuật thang máy, bồn nước(S2) 0,64 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 5 Thang bộ, sảnh giữa các khu(S3) 0,52

2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC+E(1x1.5)mm 2 (Cu/PVC) 13,5 15

2 Tính toán tiết diện dây dẫn từ tủ điện tầng tum đến các line ổ cắm và bơm tăng áp

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 và áp dụng tính toán Line chiếu sáng như tầng hầm ta được bảng tổng hợp sau

Bảng 4 12 Tổng hợp tiết diện dây dẫn ổ cắm tầng tum và bơm tăng áp

Phòng kỹ thuật điện nhẹ (L2) 2,3 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

Bơm tăng áp (L3) 5,8 2x1Cx1.5mm 2 Cu/PVC

Tính toán ngắn mạch hệ thống điện tòa nhà

- Ngắn mạch là trạng thái sự cố của hệ thống điện khi có sự nối tắt giữa các cực pha trong hệ thống điện Điều này làm tăng đột ngột dòng điên trong hệ thống, có khả năng gây cháy nổ cực kỳ nghiêm trọng Nguyên nhân thường là do hư hỏng vật liệu cách điện trong hệ thống hoặc trong thiết bị điện.

- Dòng điện ngắn mạch có thể lên đến hàng nghìn kA, dòng điện này sẽ nhanh chóng làm cháy các dụng cụ điện, dây dẫn Do đó để tránh những ảnh hưởng nghiêm trọng của sự cố ngắn mạch, ta cần tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ thật chính xác để loại trừ được sự cố ngay khi sự cố xảy ra.

- Ngắn mạch có bốn loại: ngắn mạch một pha chạm đất, hai pha chạm nhau, hai pha chạm nhau và chạm đất, cuối cùng là ngắn mạch ba pha Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để xác định dòng điện sự cố và dùng nó để chọn thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện.

4.3.1.1 Các công thức để tính toán ngắn mạch

- Tính dòng ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy biến áp phân phối trung/hạ a Trường hợp một máy biến áp.

- Để cho việc tính toán đơn giản chúng ta bỏ qua tổng trở của hệ thống lưới trung thế do đó:

- Trong đó: P là công suất định mức của máy biến áp (kVA)

U20 là điện áp dây phía thứ ấp không tải(V)

In là dòng điện định mức (A)

Isc là dòng điện định ngắn mạch (A)

USC là điện áp ngắn mạch của máy biến áp(%) Bảng 4 13 Giá trị Usc cho các máy biến áp sơ cấp nhỏ hơn 20kV

Công suất định mức máy biến áp( kVA) Máy biến áp dầu Máy biến áp khô

- Tính dòng ngắn mạch 3 pha Isc tại điểm bất kỳ của lưới hạ thế

- Dòng ngắn mạch 3 pha ISC tại điểm bất kỳ được tính bởi:

U20 là điện áp dây phía thứ cấp không tải của máy biến áp (V)

Zt là tổng trở trên mỗi pha tới điểm ngắn mạch(Ω))

- Phương pháp tính Zt : Mỗi phần tử của lưới điện(trung thế, biến áp, cáp, máy cắt, thanh cái…) đều được đặc trưng bởi tổng trở Z của chúng, Z gồm 2 thành phần là R và X, các thành phần R và X được thể hiện bằng Ohm.

- Tổng trở Z cho tập hợp các phân đoạn nối tiếp sẽ được tính

Trong đó Rt và Xt là tổng số học các trở kháng và cảm kháng của phân đoạn đi vào tập hợp này.

HOA b Hệ thống phía sơ cấp của máy biến áp trung/hạ

- Trích dẫn thông số các giá trị phổ biến của Ra và Xa trong lưới phân phối ( Điện áp nhỏ hơn 36kV) công cộng có công suất ngắn mạch 250 MVA và 500 MVA từ tài liệu “Hướng dẫn thiết kế lắp đặt theo tiêu chuẩn quốc tế IEC”.

Bảng 4 14 Tổng trở của lưới sơ cấp quy về thứ cấp của máy biến áp phân phối

MẠCH S(MVA) ĐIỆN ÁP KHÔNG TẢI ĐIỆN TRỞ

- Trở kháng, cảm kháng và tổng trở của các máy biến áp phân phối 420V có điện áp sơ cấp nhỏ hơn 20kV. d Tính tổng trở của các phần tử hệ thống điện.

- Sử dụng các công thức ở phần phụ lục để tính toán các phần tủ hệ thống điện

- Thông số các phần tử để tính ngắn mạch phía máy biến áp :

Bảng 4 15 Thông số các phân tử để tính ngắn mạch phía máy biến áp

A THÔNG SỐ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH HTĐ

- Điện áp ngắn mạch U cs [%]: 4

- Công suất ngắn mạch P o [kW]: 4810

- Ta có tổng trở của máy biến áp 560 kVA là:

- Ta có trở kháng của máy biến áp của máy biến áp 560 kVA là:

- Ta có cảm kháng của máy biến áp 500kVA là :

 Tính toán dòng ngắn mạch CB tổng tủ điện MSB toà nhà

- Ta có từ máy biến áp đi vào tủ điện tổng bằng tuyến cáp đồng có tiết diện 2x240mm 2 có chiều dài 8 mét

- Ta có giá trị trở kháng, dung kháng cáp điện :

- Ta có giá trị Rcb=0(mΩ)), Xcb=0,15(mΩ))

- Giá trị dòng ngắn mạch của MCCB tủ điện tổng là :

- Như vậy ta chọn thiết bị đóng cắt đầu vào tủ điện tổng có dòng cắt ngắn mạch tối thiểu là 17,7 (kA) ta chọn 20 kA

 Tính toán dòng ngắn mạch trên thanh Busbar tủ điện tổng

- Ta có chiều dài thanh cái tủ điện MSB là 4 mét, nên giá trị giá trị Rbb=0(𝑚Ω)),

- Giá trị dòng ngắn mạch của busbar tủ điện MSB là :

- Như vậy ta sẽ chọn Busbar có dòng ngắn mạch tối thiểu là 17(kA) ta chọn 20 kA

 Tính toán dòng ngắn mạch của thiết bị đóng cắt đầu ra tủ điện tổng

- Ta có chiều dài thanh cái tủ điện MSB là 2 mét, nên giá trị giá trị Rbb=0(𝑚Ω)),

- Giá trị dòng ngắn mạch của busbar tủ điện MSB là :

- Như vậy ta sẽ chọn Busbar có dòng ngắn mạch tối thiểu là 16,7(kA) ta chọn 20 kA

- Tính toán tương tự ta có ngắn mạch tại vị trí các tủ điện phân phối như sau

Bảng 4 16 Giá trị ngắn mạch tại các vị trí của tủ điện phân phối

Tiết diện tuyến cáp từ MSB

Chiều dài L(m) R t (mΩ) X t (mΩ) I sc (kA) 3 pha

Tính toán tổn hao điện áp hệ thống điện tòa nhà

4.4.1 Lý thuyết tổn hao điện áp và cách tính tổn hao điện áp.

- Tổng trở của đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bỏ qua được : khi dây mang tải sẽ luôn tồn tại sự tổn hao điện áp giữa đầu và cuối đường dây Ở chế độ vận hành của tải (như động cơ, chiếu sáng ) sẽ phụ thuộc nhiều vào điện áp đầu vào của chúng và đòi hỏi giá trị điện áp gần với giá trị định mức Do vậy cần phải chọn kích cỡ dây sao cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tại điểm cuối phải nằm trong phạm vi cho phép.

- Theo mục 10.8 TCVN 9207:2012 ta có độ tổn hao điện áp cho phép của các loại hình phụ tải như sau:

Bảng 4 17 Giá trị độ tổn hao điện áp cho phép của các loại hình phụ tải

Vị trí điểm đấu điện

Loại hình phụ tải điện

Chiếu sáng Động cơ điện

Thiết bị điện áp 12 đến 42V

Các loại phụ tải khác

Từ tủ phân phối hạ áp trạm biến áp 5%Uđm 5%Uđm 10% 5%Uđm

- Ta có một số công thức tính toán tổn hao điện áp trong hệ thống điện như sau: Theo mục G21 Hướng dẫn thiết kế điện theo tiêu chuẩn IEC ta có tính tổn hao điện áp trên dây dẫn như sau:

- Độ tổn hao điện áp sẽ được tính bằng công thức:

 K sẽ tra trong bảng G28 trong sách Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC.

 Ib : dòng tải làm việc lớn nhất trên cáp (A).

 L : chiều dài cáp tính tổn hao điện áp (km).

4.4.1.1 Tính sụt áp trên tuyến dây dẫn đi máy biến áp đến tủ điện tổng toà nhà

- Ta có từ máy biến áp đi tuyến dây Cu/XLPE/PVC-240mm 2 đến tủ điện tổng toà nhà với chiều dài là 8 mét, dòng điện tính toán tủ điện điện tổng là A, hệ số K cáp ứng với cáp điện bằng đồng tiết diện 240 mm 2 với mạch điện 3 pha cân bằng vận hành bình thường với cos phi bằng 0,8 là 0,21.

- Áp dụng công thức tính toán sụt áp trên dây dẫn ta có :

- ∑ ∆ U 1%=0,14 Itt = 914,81 (A) Dòng cắt định mức Icu = 65(kA) > Isc = 16,7 (kA)

4.5.1.2 Tính toán lựa chọn cho tủ điện tầng hầm DB-TH

- Từ kết quả tính toán chương 2 ta có tổng công suất phụ tải tủ điện DB-TH là :

- Từ đó ta có dòng điện tính toán của MCCB là :

- Kết hợp với tính toán ngắn mạch chương 4 ta lựa chọn MCCB-3P-40A-10kA của hãng Schneider

Bảng 4 21 Thông số MCCB-3P-40A-10kA

Loại U dm (Vac) I dm (A) I Nmax (kA)

Bảng 4 22 Kiểm tra các thống số của MCCB tổng đầu vào tủ MSB Đại lượng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức UMCCB = 415 (V) > Ulưới = 380 V

Dòng điện định mức Icb = 40(A) > Itt = 31,36 (A)

Dòng cắt định mức Icu = 10(kA) > Isc = 6,98 (kA)

- Tính toán tương tự ta có bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện khác của toà nhà như sau:

Bảng 4 23 Bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện khác

STT Tủ điện Dòng điện tính toán(A)

Hệ số an toàn (K at )

Chọn thiết bị bảo vệ

4.5.2 Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt từ tủ điện tầng đến các thiết bị điện

4.5.2.1 Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt tủ điện tầng hầm

1) Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt Line chiếu sáng tầng hầm

- Từ kết quả tính toán phụ tải ở chương 2 ta có công suất tính toán Line chiếu sáng khu vực đỗ xe là: Ptt= 760 (W)

- Ta có dòng điện tính toán của MCB là :

- Kết hợp với tính toán ngắn mạch chương 4 ta lựa chọn MCB-1P-10A-6kA của hãng Schneider

Bảng 4 24 Thông số MCB-1P-10A-6kA

Loại U dm (Vac) I dm (A) I Nma x (kA)

Bảng 4 25 Kiểm tra các thống số của MCB tổng đầu vào tủ Line chiếu sáng tầng hầm Đại lượng chọn và kiểm tra

Kế t quả Điện áp định mức UMCCB = 230 (V) > Ulưới = 220 V Dòng điện định mức Icb = 10(A) > Itt = 5,27 (A)

Dòng cắt định mức Icu = 6(kA) > Isc = 2,6 (kA)

4.5.2.2 Áp dụng tính toán thiết bị đóng cắt cho các tầng còn lại của toà nhà

- Tính toán tương tự ta có bảng chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện tầng hầm đến tầng tum như sau :

Bảng 4 26 Bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện tầng hầm

STT Tên lộ Dòng điện tính toán(A)

Chiếu sáng Phòng bảo vệ, phòng máy bơm nước (S2)

Chiếu sáng Phòng máy phát điện,phòng vệ sinh,nhà kho (S3)

4 Chiếu sáng cầu thang bộ, phòng MSB (S4) 0.7 1,3 0.91 MCB-1P-10A-

7 Phòng bảo vệ, phòng máy bơm nước (L2) 7.11 1,3 9.24 MCB-1P-15A-

Phòng máy phát điện,phòng vệ sinh,nhà kho (L3)

13 Đèn trụ mặt tiền (S6) 1.28 1,3 1.66 MCB-1P-10A-

Bảng 4 27 Bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện tầng 1

Khu vực coffee, hành lanh tiền sảnh (S2)

Hành lang thang máy đến phòng vệ sinh(S3)

4 Thang bộ, Phòng tủ điện (S4) 0.43 1,3 0.55 MCB-1P-10A-

5 Phòng vệ sinh nam nữ (S5) 0.81 1,3 1.05 MCB-1P-10A-

16 Điều hoà khu vực 24.06 1,3 31.28 MCB-2P-40A-

Bảng 4 28 Bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện tầng 2 điển hình

Hành lang thang máy đến phòng vệ sinh(S3)

4 Thang bộ, Phòng tủ điện (S4) 0.43 1,3 0.55 MCB-1P-10A-

5 Phòng vệ sinh nam nữ (S5) 0.81 1,3 1.05 MCB-1P-10A-

Bảng 4 29 Bảng lựa chọn thiết bị đóng cắt các tủ điện tầng tum

Hệ số an toàn (K at)

Sảnh tầng tum, phòng kỹ thuật điện nhẹ

2 Phòng kỹ thuật thang máy, bồn nước(S2) 0.64 1,3 0.83 MCB-1P-10A-

3 Thang bộ, sảnh giữa các khu(S3) 0.52 1,3 0.67 MCB-1P-10A-

6 Phòng kỹ thuật điện nhẹ (L2) 2.3 1,3 2.99 MCB-2P-10A-

4.5.3 Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt các cụm phụ tải

- Từ kết quả tính toán Chương 2 và chia cụm phụ tải ta được:

 Phụ tải từ tầng 1 đến tầng tum : Ptt T1-Ttum = 310,92 (kW)

 Phụ tải của những tủ điện nằm ở tầng hầm và tủ điện thang máy:

- Áp dụng tính toán như phần 2 Chương 4 ta được bảng sau :

Bảng 4 30 Lựa chọn thiết bị đóng cắt các cụm phụ tải

STT Cụm phụ tải Dòng điện tính toán(A)

2 Tầng hầm – Thang máy 148 1,3 192,4 MCCB-3P-

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT

Đặt vấn đề

- Dông sét (hay còn gọi là sự phóng điện dông) là một nguồn điện từ mạnh phổ biến nhất xảy ra trong tự nhiên Nguyên nhân làm xuất hiện sét là do sự hình thành các điện tích khối lớn Nguồn sét chính là các đám mây mưa dông mang điện tích dương và âm ở các phần trên và dưới của đám mây, chúng tạo ra xung quanh đám mây này một điện trường có cường độ lớn

- Có 3 loại sét đánh đó là: Sét đánh trực tiếp, sét đánh gián tiếp và sét đánh cảm ứng.

- Các giải pháp chống sét: Có 3 giải pháp chống sét đó là :

 Mô hình học: Phương pháp cổ điển hay là ứng dụng cột thu sét Franklin hạn chế sét đánh trực tiếp rất hiệu quả nhưng chỉ áp dụng với những công trình cao từ 15-20m.

Tính toán chống sét cho toà nhà

- Chống sét cho toà nhà cao tầng là một hệ thống bao gồm các thiết bị và kết cấu được thiết kế để bảo vệ toàn bộ tòa nhà khỏi nguy cơ bị sét đánh Mục đích của hệ thống này là để điều khiển và đưa dòng sét đi an toàn vào một điểm trên mặt đất, giảm thiểu nguy cơ gây thiệt hại cho tòa nhà và thiết bị bên trong.

- Qua khảo sát thực tế, công trình không nằm trong vùng bảo vệ chống sét của công trình khác nên cần tính toán hệ thống chống sét riêng cho công trình

- Các công trình cao tầng hiện nay thường sử dụng thiết bị chống sét phát tia tiên đạo.Trong công trình này ta sử dụng đầu thu sét phát tia tiên đạo của hãng HESTILA-PHÁP.

5.2.1 Đầu thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo PULSAR

- Kim thu sét Pulsar – Pháp, là kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (phát xạ sớm) sản xuất bởi hãng Helita – Pháp

- Kim thu sét Pulsar hiện đại của Pháp là một kết quả của viện nghiên cứu bởi các chuyên gia và được thực hiện trong phòng thí nghiệm của chính phủ Với tính năng đặc biệt là tạo ra một lượng điện tích với hướng và cường độ mạnh, sớm hơn so với các hệ thống chống sét thông thường khác Sản phẩm được thử nghiệm và đánh giá theo tiêu chuẩn NFC 17.102.

- Đầu thu sét PULSAR 18 là một thiết bị chống sét được sử dụng để bảo vệ các hệ thống điện tử, thiết bị công nghiệp và tòa nhà khỏi sét đánh Nguyên lý hoạt động của đầu thu sét PULSAR 18 là dựa trên nguyên lý của hiện tượng quá áp điện, tức là sự khác biệt về điện thế giữa hai điểm trong một mạch điện

- Khi có một sét đánh trúng khu vực gần thiết bị được bảo vệ, điện trường tại đó sẽ tăng cao và tạo ra một điện áp rất lớn Điện áp này có thể gây hư hại cho các thiết bị điện tử Đầu thu sét PULSAR 18 được thiết kế để phát hiện và giảm thiểu sự khác biệt về điện thế này.

- Đầu tiên, đầu thu sét PULSAR 18 sử dụng một hệ thống kết nối đất đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế để đảm bảo rằng thiết bị được kết nối an toàn với một điểm đất tốt nhất Khi sét đánh, đầu thu sét PULSAR 18 sẽ phát hiện và giảm thiểu sự khác biệt về điện thế này bằng cách kích hoạt một hệ thống dẫn điện đặc biệt để dẫn dòng sét đi an toàn xuống mặt đất.

- Cụ thể, đầu thu sét PULSAR 18 được trang bị các ống dẫn sét và thiết bị bảo vệ quang phổ đa dạng (SPD - Surge Protective Device) để chuyển dòng sét từ đỉnh đầu thu xuống đất SPD là các thiết bị bảo vệ chống sét bằng cách ngăn chặn sự truyền tải điện trường của sét vào các thiết bị được bảo vệ Khi dòng sét đi qua ống dẫn sét, SPD sẽ phát hiện nó và ngay lập tức giảm thiểu dòng sét bằng cách dẫn chúng qua một mạch trở chống sét hoặc mạch kẹp sét để giữ cho điện áp được kiểm soát trong giới hạn an toàn Quá trình này giúp bảo vệ các thiết bị điện tử và ngăn chặn sự hư hại do sét đánh.

- Bán kính vùng bảo vệ Rp của đầu thu sét được tính theo quy chuẩn an toàn quốc gia Pháp NFC17-102 năm 1995.

- Đầu thu sét PULSAR 18 dài 72cm

- Bầu hình trụ 200 mm, đường kính 60 mm chứa thiết bị phát tia tiên đạo tạo đường dẫn sét chủ động.

- Ống dẫn sét : Đây là thành phần chính của đầu thu sét, được sử dụng để thu hút và dẫn dòng sét xuống đất an toàn Ống dẫn sét được làm bằng các vật liệu chịu được áp lực và nhiệt độ cao để đảm bảo tính bền vững và độ tin cậy của thiết bị.

- Thiết bị bảo vệ quang phổ đa dạng (SPD): SPD được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi sét đánh SPD là một thiết bị bảo vệ chống sét bằng cách ngăn chặn sự truyền tải điện trường của sét vào các thiết bị được bảo vệ Nó được kết nối với ống dẫn sét để giảm thiểu sự khác biệt về điện thế và dẫn dòng sét xuống đất.

- Kẹp sét và mạch trở chống sét: Đây là hai thành phần quan trọng của SPD Kẹp sét được sử dụng để giữ điện áp được kiểm soát trong giới hạn an toàn, trong khi mạch trở chống sét được sử dụng để giảm thiểu dòng sét và giữ cho nó trong giới hạn an toàn.

- Máng chứa và khung treo: Đây là các phụ kiện được sử dụng để giữ cho ống dẫn sét và SPD được cố định vững chắc trên tòa nhà hoặc các khu vực khác cần được bảo vệ.

- Cáp kết nối: Cáp được sử dụng để kết nối đầu thu sét với hệ thống điện và đất để đảm bảo an toàn cho thiết bị được bảo vệ.

- Tất cả các thành phần này được tích hợp thành một thiết bị đầu thu sét PULSAR 18 để bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện tử khỏi sét đánh và các nguy cơ liên quan đến nó.

5.2.3 Tính toán bán kính bảo vệ của kim thu sét

- Dựa vào tiêu chuẩn NFC17-102

- Được tính theo công thức sau đây

 Rp : Bán kính bảo vệ nằm ngang tính từ chân đặt từ đầu kim Pulsar (Công thức áp dụng với h¿ 5m)

 h: Chiều cao kim Pulsar tính từ đầu kim đến bề mặt được bảo vệ.

- Bán kính bảo vệ của kim thu sét phát tia tiên đạo Pulsar 18 phụ thuộc vào độ cao (h) của đầu kim so với mặt phẳng cần được bảo vệ.

- D = 35 m : Đối với bảo vệ cấp I

- D = 41 m : Đối với bảo vệ cấp II

- D = 49 m : Đối với bảo vệ cấp III

- D = 55 m : Đối với bảo vệ cấp IV

- ∆ L : Độ dài tiên đạo Pulsar phát ra và được tính bằng (m)

- ∆ T : Thời gian phát ra tia tiên đạo Pulsar và được tính bằng micro giây ( μss /s ¿

- V : Vận tốc lan truyền của tia tiên đạo trong khí quyển và được tính bằng mét trên micro giây ( μss /s ¿ Giá trị của V được tính toán, đo đạt theo thực nghiệm và nêu trên tiêu chuẩn NF C 17-102, V = 10 6

- Thay vào công thức trên với :

 h = 5 m (chiều cao thu sét tới bề mặt phẳng của toà nhà).

Hình 5 1 Hình ảnh của kim thu sét PULSAR 18

 Mặt bằng toà nhà điều hành sản xuất là hình chữ nhật với chiều dài 24,5m, chiều rộng 14,5m

 Bán kính của toà nhà điều hành tính toán D = √ 24,5 2 + 14,5 2 ≈ 29 m

- Toà nhà điều hành sẽ được lắp đặt 1 kim thu sét PULSAR 18 đối với bảo vệ cấp

II có bán kính bảo vệ R bv Am

Khái quát về hệ thống nối đất

- Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện: hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ dùng điện Vì vậy đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với các thiết bị điện Cách điện của các thiết bị điện hỏng, người vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn … Đó là những nguyên nhân dẫn đến các tai nạn điện giật Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện Nếu cách điện bị hỏng vỏ thiết bị sẽ mang điện áp sẽ có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị xuống đất lúc này nếu người chạm vào vỏ thiết bị thi điện trở R người được mắc song song với điện trở nối đất Rnđ Lúc này dòng điện chạy qua người sẽ bằng:

- Đảm bảo an toàn cho người vận hành các thiết bị điện trong hệ thống nên yêu cầu của hệ thống nối đất an toàn điện rất cao : Rnđ ≤ 4

- Hệ thống nối đất chống sét: Sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào thiết bị điện không những làm hỏng thiết bị điện mà còn gây nguy hiểm cho người vận hành. Đảm bảo an toàn cho con người và tài sản trong tòa nhà trước tác động của hiện tượng sét thì hệ thống nối đất phải có: Rnđ ≤ 10

- Thiết kế hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn điện phải tuân theo tiêu chuẩn nối đất an toàn điện TCVN 46-84 hiện hành của Việt Nam Tất cả các vỏ kim loại của tủ điện, hộp aptomat phải được nối vào hệ thống nối đất an toàn điện Hệ thống nối đất an toàn điện độc lập với hệ thống nối đất chống sét.

Nối đất chống sét

- Nối đất chống sét là nối điện thiết bị chống sét (kim thu lôi, dây thu sét, lưới thu sét, thiết bị chống sét ) với hệ thống nối đất nhằm tản dòng điện sét vào đất giữ cho điện áp tại mọi điểm (trong khu vực được bảo vệ) không quá lớn, đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị và con người khi có sét đánh.

- Đối với bảo vệ chống sét chúng ta cần quan tâm đến hai vấn đề chính sau:

 Phạm vi bảo vệ hay vùng bảo vệ, đó chính là khoảng không gian mà vật được bảo vệ đặt trong đó rất ít có khả năng bị sét đánh

 Trị số điện trở của hệ thống trang bị nối đất.

Hệ thống trang bị nối đất

- Dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất

- Khi thực hiện nối đất, trước hết lợi dụng các vật nối đất tự nhiên sẵn có như các đường ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất (trừ vỏ cáp chì, vỏ cáp thép ít dùng) Điện trở của các nối đất tự nhiên được xác định bằng cách đo thực tế hay tính gần đúng theo các công thức kinh nghiệm.

- Nếu nối đất tự nhiên không đảm bảo được trị số điện trở Rđ theo yêu cầu thì phải dùng nối đất nhân tạo.

- Nối đất nhân tạo được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép ống, thanh thép dẹt hay thép góc dài 2 - 3m, đóng sâu xuống đất, đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5

- 0,8 m để tránh thay đổi của Rđ theo thời tiết Các cọc thép được hàn nối với nhau bằng các thanh thép đặt nằm ngang và cũng được chôn sâu cách mặt đất 0,5

- Tùy theo cách bố trí các điện cực nối đất mà phân biệt nối đất tập trung hay nối đất mạch vòng

- Thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất và nối với nhau bằng các thanh ngang hay cáp Cu trần Khoảng cách giữa các cọc thường = 2 lần chiều dài cọc để loại trừ hiệu ứng màn che Trong trường hợp khó khăn về mặt bằng thì khoảng cách này ko nên nhỏ hơn chiều dài cọc Nối đất tập trung thường chọn nơi đất ẩm, điện trở suất thấp, cách xa công trình.

- Các điện cực nối đất được đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ (cách mép ngoài từ 1 -1,5m) khi phạm vi công trình rộng Nối đất mạch vòng còn đặt ngay trong khu vực công trình Nối đất mạch vòng nên dùng ở các trang thiết bị có điện áp >

1000 V, dòng điện chạm rất lớn

- Khi thi công hệ thống nối đất cần chú ý các điểm sau:

 Các cọc nối đất bắng sắt hay thép trước khi đặt xuống đất đều được đánh sạch gỉ, ko sơn Ở môi trường có khả năng ăn mòn kim loại thì phải dùng sắt tráng kẽm hay cọc thép bọc đồng.

 Đường dây nối đất chính đặt ở ngoài nhà phải chôn sâu 0,5-0,8m, ở trong nhà đặt trong rãnh hoặc đặt nối theo tường, sao cho việc kiểm trang thiết bị được thuận tiện.

 Dây nối đất chính được nối vào bảng đồng nối đất, các trang thiết bị điện được nối với bảng đồng nố đất bằng 1 đường dây nhánh Cấm mắc nối tiếp các trang thiết bị điện vào dây nối đất chính

- Trong đồ án này em sẽ thiết kế nối đất theo kiểu nối tập trung.

Tính toán hệ thống nối đất chống sét cho toà nhà

 Nếu là cọc chôn sâu trong đất :

- Khi đó điện trở tản của cọc xác định bởi:

- Trong đó: l là chiều dài của cọc [ m ] ; d là đường kính của cọc [ m ] ; h’=h+ l

2 :là độ chôn sâu của cọc từ mặt đất đến giữa cọc [ m ] ; ρ tt là điện trở suất tính toán [  m ]

Với b là bề ngang của thanh

 Nếu là thanh chôn nằm ngang trong đất :

- Khi đó điện trở tản của một thanh được xác định bởi:

L là chiều dài của thanh [ m ] ; h là độ chôn sau của thanh [ m ] ; ρ tt là điện trở suất tính toán và được xác định : ρ tt = ρ do K m [  m ]

Km là hệ số mùa ; ρ do [  m ] (đo được). d là đường kính của thanh [ m ] ;

5.6.1 Xác định điện trở nối đất của một hệ thống nối đất

- Điện trở của hệ thống nối đất gồm n cọc liên kết với nhau bằng thanh nằm ngang được xác định bởi công thức sau :

Rc là điện trở tản của một cọc [  ] ;

Rt là điện trở tản của thanh [  ] ; n là số cọc; η c là hệ số sử dụng của cọc không tính đến ảnh hưởng của thanh η t là hệ số sử dụng của thanh đối với tổ hợp cọc nghĩa là khi thanh có cọc bố trí dọc theo thanh.

- Điện trở tổng của tổ hợp cọc không tính đến ảnh hưởng của thanh :

- Điện trở tản của thanh khi tính đến hiệu ứng của tổ hợp cọc :

- Xem thanh và tổ hợp cọc nối song song với nhau nên điện trở tản của tổ hợp là:

5.6.2 Tính toán hệ thống nối đất

- Chúng ta lựa chọn kích thước của các cọc và thanh nối đất dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam TCVN9358:2012.

- Theo các tiêu chuẩn điện trở nối đất an toàn phải đảm bảo Rnđht ≤ 4 (Ω)). Công trình này được xây dựng trên nền đất có ρcu [mΩ×mm²/m]:đất = 100 Ω)m.

 Tính toán điện trở cọc

- Lắp đặt bằng cọc đồng dài lc = 2,4 m, đường kính dc = 0,02 m và có đầu nhọn.

- Giữa hai cọc đặt cách nhau a = 6 m và chôn chìm với t0 = 0,8 m.

Chọn kmùa = 1.4 (vì đất khô) ↔ ρcu [mΩ×mm²/m]:tt = kmùa × ρcu [mΩ×mm²/m]:đất = 1.4 × 100 = 140 Ω)m t+t 0 +l c

- Điện trở tản của một cọc

- Đường kính dt = 0.02 m, chôn chìm với t0 = 0,8 m.

Rc = 2 ρ π l tt [ ln 2.l d + 1 2 ln 4.h 4 h ' ' − + l l ] = 2 140 π 2,4 [ ln 2.2,4 0,02 + 1 2 ln 4.2 4.2+ −2,4 2,4 ]

- Ước tính số lượng cọc:

- Điện trở tổng của tổ hợp cọc không tính đến ảnh hưởng của thanh

Ta có a/lc = 6/2.4 = 2.5, n = 15 cọc ↔ tra bảng ta chọn ηc = 0.7c = 0.7

 Tính toán điện trở tản của thanh

- Chọn thanh ngang có đường kính dt = 0.02 m, chôn chìm với t0 = 0,8 m.

- Chọn kmùa = 1.4 (vì đất khô) ↔ ρcu [mΩ×mm²/m]:tt = kmùa × ρcu [mΩ×mm²/m]:đất = 1.4 × 100 = 140 Ω)m. l t =(n−1)× a=(15−1)×6(m) t=t 0 +d t

- Điện trở tản của một thanh

- Điện trở tản của thanh khi tính đến hiệu ứng của tổ hợp cọc

Ta có a/lc = 6/2,4 = 2.5, n = 15 cọc ↔ tra bảng ta chọn ηc = 0.7t = 0,7

- Vậy điện trở tản của hệ thống

5.6.3 Nối đất cho chống sét

- Bố trí 3 cọc thép mạ đồng nối với nhau, đường kính d= 2cm, chiều dài 2.4m, chôn thẳng đứng song song với nhau và cách mặt đất 0.8m.

- Khoảng cách giữa các cọc a= 6m

- Chọn ρcu [mΩ×mm²/m]:đ= 100Ω)m, hệ số Kmùa = 1,4

- Điện trở cọc chôn sâu trong đất được tính:

- Thanh ngang bằng thép tròn , Lm, đường kính d= 2cm, chôn sâu 0.8m liên kết các cọc thẳng đứng với nhau

- Điện trở thanh chôn nằm ngang:

- Nhận xét: Hệ thống nối đất đã thỏa mãn yêu cầu thiết kế với một thanh dài 12 (m) và 3 cọc ( 2.4m) bố trí dọc theo thanh, mỗi cọc cách nhau 6 (m).

Hình 5 4 Phạm vi bảo vệ

Hình 5 5 Bố trí kim thu sét

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CỦA TOÀ NHÀ

Mô phỏng chiếu sáng tầng hầm

Các loại đèn được sử dụng được dùng để mô phỏng chiếu sáng tầng hầm bao gồm:

 Đèn MPE Led chống thấm LWP2 40W, 6500K, dùng cho khu đỗ xe.

Hình 6 2 Đèn MPE Led chống thấm 40W, 6500K

 Đèn MPE Led bán nguyệt, 6500K, dùng cho phòng bảo vệ và phòng máy bơm

Hình 6 3 Đèn MPE Led bán nguyệt 18W, 6500K

 Đèn MPE Led Downlight DLEL 9W, 6500K, dùng cho phòng vệ sinh.

Hình 6 4 Đèn MPE Led Downlight 9W, 6500K

 Đèn MPE Led Downlight Trắng vuông nổi tràn viền 16W, 6500K, dùng cho cầu thang

Hình 6 5 Đèn MPE Led Downlight trắng vuông tràn viền16W, 6500K

Sau khi dựng hình và chạy mô phỏng ta có kết quả tính toán chiếu sáng tầng hầm như sau:

Hình 6 8 Kết quả mô phỏng tầng hầm Bảng 6 1 Tổng hợp tính toán chiếu sáng tầng hầm

S tt Khu vực Loại đèn Số lượn E tc E tt E max E min

1 Đỗ xe Đèn LED chống thấm 19 75 206 340 67,6

2 Phòng bảo vệ Đèn LED bán nguyệt 4 200 240 325 33,3

3 Phòng máy bơm Đèn LED bán nguyệt 4 200 281 336 200

MSB Đèn LED bán nguyệt 3 200 240 282 175

5 Nhà kho Đèn LED chống thấm 3 200 325 473 8,62

Phòng máy phát điện Đèn LED bán nguyệt 4 200 280 342 200

7 Phòng vệ sinh Đèn LED Downlight 5 100 329 419 19,8

8 Tiền sảnh Đèn LED Downlight 4 200 361 415 116

9 Cầu thang bộ Đèn LED Downlight 2 100 109 129 64,9

Qua mô phỏng chiếu sáng bằng phần mềm DIALUX EVO thì cho thấy số lượng đèn và độ rọi ở tầng hầm mà nhóm tính toán ở Chương 2 gần như trùng khớp với kết quả mô phỏng đạt được trên phần mềm ( thỏa mãn Etc; Emax; Emin ).

Mô phỏng chiếu sáng tầng 1

Các loại đèn được sử dụng được dùng để mô phỏng chiếu sáng tầng 1 bao gồm:

 Đèn MPE Led tấm FPL 120W, 6500K, dùng cho văn phòng và khu vực coffee.

Hình 6 9 Đèn MPE Led tấm FPL 120W, 6500K

 Đèn MPE Led ốp trần vuông 32W, 6500K, dùng cho thang bộ thoát hiểm.

Hình 6 10 Đèn MPE Led ốp trần vuông 32W, 6500K

 Đèn MPE Led Downlight DLEL 5W, 6500K, dùng cho phòng vệ sinh.

Sau khi dựng hình và chạy mô phỏng ta có kết quả tính toán chiếu sáng tầng 1 như sau:

Hình 6 14 Kết quả mô phỏng tầng 1

Bảng 6 2 Tổng hợp tính toán chiếu sáng tầng 1

S tt Khu vực Loại đèn

1 VP S1 Đèn LED tấm FPL 9 500 1274 2028 15,5

3 Khu vực coffee Đèn LED tấm FPL 4 500 1274 2028 15,5

4 Hành lang tiền sảnh Đèn LED Downlight 16 200 432 744 176

5 Hành lang thang máy Đèn LED tấm FPL 6 200 432 744 176

6 Hành lang phòng vs Đèn LED Downlight âm trần 6 200 454 657 235

7 Phòng vệ sinh nam Đèn LED Downlight 9 100 407 662 34

8 Phòng vệ sinh nữ Đèn LED Downlight 8 100 198 316 51,6

9 Cầu thang bộ Đèn LED Downlight 2 100 116 140 63,4

10 Thang bộ thoát hiểm Đèn LED ốp trần vuông 1 100 107 195 29,2

Qua mô phỏng chiếu sáng bằng phần mềm DIALUX EVO thì cho thấy số lượng đèn và độ rọi ở tầng 1 mà nhóm tính toán ở Chương 2 gần như trùng khớp với kết quả mô phỏng đạt được trên phần mềm ( thỏa mãn Etc; Emax; Emin ).

Mô phỏng chiếu sáng tầng 2

Các loại đèn được sử dụng được dùng để mô phỏng chiếu sáng tầng 2 bao gồm:

 Đèn MPE LED tấm FPL, LED Downlight, LED ốp trần vuông ( tương tự như tầng 1)

Sau khi dựng hình và chạy mô phỏng ta có kết quả tính toán chiếu sáng tầng 2 như sau:

Hình 6 17 Kết quả mô phỏng tầng 2 Bảng 6 3 Tổng hợp tính toán chiếu sáng tầng 2

4 Hành lang thang máy Đèn LED tấm FPD 6 200 379 606 193

5 Hành lang phòng vs Đèn LED Downlight âm trần 6 200 379 606 193

6 Phòng vs nam Đèn LED Downlight 9 100 219 362 49

7 Phòng vs nữ Đèn LED Downlight 8 100 201 330 45,3

8 Cầu thang Đèn LED Downlight 2 100 118 141 59,7

Thang bộ thoát hiểm Đèn LED ốp trần vuông 1 100 110 194 30,9

Qua mô phỏng chiếu sáng bằng phần mềm DIALUX EVO thì cho thấy số lượng đèn và độ rọi ở tầng 2 mà nhóm tính toán ở Chương 2 gần như trùng khớp với kết quả mô phỏng đạt được trên phần mềm ( thỏa mãn Etc; Emax; Emin ).

Mô phỏng chiếu sáng tầng tum

Các loại đèn được sử dụng được dùng để mô phỏng chiếu sáng tầng tum bao gồm:

 Đèn MPE Led COB âm trần 25W, 6500K, dùng cho sảnh tầng tum.

Hình 6 18 Đèn MPE Led COB âm trần 25W, 6500K

 Đèn MPE Led chống thấm 40W, 6500K, dùng cho phòng kỹ thuật thang máy.

Hình 6 19 Đèn MPE Led chống thấm 40W, 6500K

 Đèn MPE Led Downlight DLV2 9W, 6500K, dùng cho thang bộ tầng tum.

Sau khi dựng hình và chạy mô phỏng ta có kết quả tính toán chiếu sáng tầng tum như sau:

Hình 6 23 Kết quả mô phỏng tầng tum Bảng 6 4 Tổng hợp tính toán chiếu sáng tầng tum

1 Sảnh tầng tum Đèn LED COB âm trần 20 200 508 760 8,43

2 Phòng KT điện nhẹ Đèn LED Downlight 4 200 230 262 133

3 Phòng KT thang máy Đèn LED chống thấm 3 200 377 463 263

4 Thang bộ Đèn LED Downlight 4 100 124 136 105

5 Sảnh giữa các khu Đèn LED Downlight 7 200 261 329 37

Qua mô phỏng chiếu sáng bằng phần mềm DIALUX EVO thì cho thấy số lượng đèn và độ rọi ở tầng tum mà nhóm tính toán ở Chương 2 gần như trùng khớp với kết quả mô phỏng đạt được trên phần mềm ( thỏa mãn Etc; Emax; Emin ).

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện, Chiếu Sáng Và Chống Sét Cho Toà Nhà TLE Thành Phố Đà Nẵng
Tác giả	Đặng Bá Đức, Hoàng Minh Hiền
Người hướng dẫn	TS. Trương Thị Hoa
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	122
Dung lượng	6,67 MB